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增量反馈观测器和暂态矢量补偿混合驱动的构网型VSG阻尼改善方法

Hybrid Damping Improvement Method for Grid-Forming VSG Using Incremental Feedback Observer and Transient Vector Compensation

作者
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年12月
卷/期 第 2025 卷 第 24 期
技术分类 控制与算法
技术标签 构网型GFM 虚拟同步机VSG 并网逆变器 模型预测控制MPC
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词
版本:
Virtual synchronous generator (VSG) suffers from insufficient damping, causing frequency oscillations during active power regulation. This paper proposes an IFO-TVC hybrid method: IFO captures small-signal power/angle increments via delay to enhance damping; TVC adds transient feedforward in voltage control for faster synchronization. HIL tests show overshoot reduced from 48% to 0.63%, response time improved by >88%.
虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)是一种重要的构网型变流器并网控制方法.但VSG具有欠阻尼的缺点,使逆变器执行有功调节时易发生频率振荡,进而导致构网型控制的功角和电压幅值受到影响.为此,提出增量反馈观测器(incremental feedback observer,IFO)和暂态矢量补偿(transient vector compensation,TVC)混合驱动的新型阻尼改善方法.IFO方法利用时滞环节采集功率和功角的小信号增量,破解VSG功角欠阻尼的难题;TVC方法在电压控制环中引入暂态前馈,攻克构网型VSG电压同步困难和响应速度慢的难题.硬件在环平台运行的结果表明:与传统VSG方法相比,IFO-TVC混合驱动的构网型VSG控制,能将有功指令响应的超调量从 48%减少至 0.63%,系统响应时间降低了 93.3%;线路阻抗变化实验无明显频率振荡,系统响应时间降低了 88.6%.
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SunView 深度解读

该研究直接支撑阳光电源构网型储能变流器(如ST系列PCS、PowerTitan)在弱电网及孤岛场景下的高稳定性需求。VSG阻尼增强可显著提升PowerTitan在调频调峰、黑启动等应用中的动态响应与抗扰能力,建议将IFO-TVC算法集成至iSolarCloud智能控制平台,并优先在海外弱电网项目(如拉美、非洲)的组串式光储一体机中试点验证。